package DataStuctures.BST;
/**
 * 删除二分搜索树最大和最小元素
 * 删除任意节点
 *
 * @param <E>
 */
public class BST_RemoveMaxAndMin<E extends Comparable<E>> {
    //类型E要具有可比较性

    private class Node{
        public E e;
        public Node left,right;

        public Node(E e) {
            this.e = e;
            left = null;
            right = null;
        }
    }

    private Node root;
    private int size;

    public BST_RemoveMaxAndMin() {
        root = null;
        size = 0;
    }

    public int size(){
        return size;
    }

    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }


    //向二分搜索树中添加新的元素
    public void add(E e){
        root = add (root,e);
    }

    //向以node为根的二分搜索树中插入元素e，递归算法
    //返回插入新节点后二分搜索树的根
    private Node add(Node node,E e){

        if (node == null) {
            size ++;
            return new Node(e);
        }

        //大于为正 小于为负
        if (e.compareTo(node.e) < 0) {
            node.left = add(node.left,e);
        }else if(e.compareTo(node.e) > 0) {
            node.right = add(node.right,e);
        }
        return node;
    }

    //看二分搜索树中是否包含元素e
    public boolean contains(E e){
        return contains(root,e);
    }

    //看以node为根的二分搜索树中是否包含元素e，递归算法
    private boolean contains(Node node,E e){

        if(node == null){
            return false;
        }

        if(e.compareTo(node.e) == 0){
            return true;
        }else if(e.compareTo(node.e) < 0){
            return contains(node.left,e);
        }else {
            return contains(node.right,e);
        }
    }


    //寻找二分搜索树的最小元素
    public E minimum(){
        if(size == 0 ){
            throw new IllegalArgumentException("BST is empty");
        }

        Node minNode = minimum(root);
        return minNode.e;
    }

    //返回以node为根的二分搜索树的最小值所在的节点
    private Node minimum(Node node) {
        if(node.left == null){
            return node;
        }
        return minimum(node.left);
    }

    //寻找二分搜索树最大的元素
    public E maximum(){
        if (size == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("BST is empty");
        }

        Node maxNode = maximum(root);
        return maxNode.e;
    }

    //返回以node为根的二分搜索树的最大值所在的节点
    private Node maximum(Node node) {
        if(node.right == null){
            return node;
        }
        return maximum(node.right);
    }

    //从二分搜索树中删除最小值所在的节点，返回最小值
    public E removeMin(){
        E ret = minimum();
        root = removeMin(root);
        return ret;
    }

    //删掉以node为根的二分搜索树中的最小节点
    //返回删除节点后新的二分搜索树的根
    private Node removeMin(Node node) {
        if(node.left == null){
            Node rightNode = node.right;
            node.right = null;
            size --;
            return rightNode;
        }
        node.left = removeMin(node.left);
        return node;
    }


    //从二分搜索树中删除最大值所在的节点
    public E removeMax(){
        E ret = maximum();
        root = removeMax(root);
        return ret;
    }

    //删除掉以node为根的二分搜索树中的最大节点
    //返回删除节点后的新的二分搜索树的根
    private Node removeMax(Node node) {
        if(node.right == null){
            Node lefttNode = node.left;
            node.left = null;
            size --;
            return lefttNode;
        }
        node.right = removeMax(node.right);
        return node;
    }


    public void remove(E e){
        root = remove(root,e);
    }


    // 删除掉以node为根的二分搜索树中值为e的节点, 递归算法
    // 返回删除节点后新的二分搜索树的根
    Node remove(Node node, E e){

        if( node == null )
            return null;

        if( e.compareTo(node.e) < 0 ){      //如果比当前节点的值要小，继续往左递归，直到找到=0的元素
            node.left = remove(node.left , e);
            return node;
        }
        else if( e.compareTo(node.e) > 0 ){  //如果比当前节点的值要大，继续往右递归，直到找到=0的元素
            node.right = remove(node.right, e);
            return node;
        }
        else{   // e.compareTo(node.e) == 0

            // 待删除节点左子树为空的情况    ——>跟叶子节点的情况是一致的，无需单独处理
            if(node.left == null){
                Node rightNode = node.right;
                node.right = null;
                size --;
                return rightNode;
            }

            // 待删除节点右子树为空的情况
            if(node.right == null){
                Node leftNode = node.left;
                node.left = null;
                size --;
                return leftNode;
            }

            //最复杂的二叉树删除
            // 待删除节点左右子树均不为空的情况

            // 找到比待删除节点大的最小节点, 即待删除节点右子树的最小节点
            // 用这个节点顶替待删除节点的位置   successor后继
            Node successor = new Node(minimum(node.right).e);   //找到当前节点的后继
            size ++;

            successor.right = removeMin(node.right);
            successor.left = node.left;

            node.left = node.right = null;
            size --;

            return successor;
        }
    }


    @Override
    public String toString(){
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        generateBSTString(root, 0, res);
        return res.toString();
    }

    // 生成以node为根节点，深度为depth的描述二叉树的字符串
    private void generateBSTString(Node node, int depth, StringBuilder res){

        if(node == null){
            res.append(generateDepthString(depth) + "null\n");
            return;
        }

        res.append(generateDepthString(depth) + node.e +"\n");
        generateBSTString(node.left, depth + 1, res);
        generateBSTString(node.right, depth + 1, res);
    }

    private String generateDepthString(int depth){
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        for(int i = 0 ; i < depth ; i ++)
            res.append("--");
        return res.toString();
    }

}
